Aplicaciones Cuando la separación por destilación es ineficaz o muy difícil, la extracción líquido-líquido es una de las alternativas a considerar. Mezclas con temperaturas de ebullición próximas o sustancias que no pueden soportar la temperatura de destilación, aun operando a vacío, con frecuencia se separan de las impurezas por extracción, que utiliza diferencias de estructura química en vez de diferencias de volatilidad.

EXTRACCIÓN

ALIMENTACIÓN (Disolvente A + soluto)

REFINADO (Disolvente A )

DISOLVENTE (Disolvente B)

EXTRACTO (Disolvente B + soluto)

Extracción liquido-liquido

• Ejemplos:• En la obtención de la penicilina se recupera del caldo de

fermentación por extracción con un disolvente, tal como acetato de butilo.

• La extracción también se utiliza para recuperar ácido acético de disoluciones diluidas; la destilación sería posible en este caso, pero la etapa de extracción reduce considerablemente la cantidad de agua que es preciso destilar.

• separar los productos del petróleo que tienen diferente estructura química pero aproximadamente el mismo intervalo de ebullición.

Operación de Extracción Líquido-Líquido

1º - Etapa de contacto íntimo entre las fases: Se produce la transferencia de soluto de la mezcla original al disolvente, hasta alcanzar el equilibrio entre las fases.

2º - Etapa de separación de las fases: Se obtiene el refinado y el extracto

• Tipo de contacto Modo de mezcla- Continuo - Agitación mecánica

- Discontinuo - Circulación de los fluidos

Fundamentos de aplicación del ELL a la extracción L-L.

Las relaciones de equilibrio en extracción líquido-líquido son generalmente más complicadas que en otras separaciones, debido a que están presentes tres o más componentes y en cada fase hay algo de cada uno de los componentes. Los datos de equilibrio se presentan con frecuencia en un diagrama triangular, como los que se muestran en las figuras. El sistema acetona-agua metilisobutilcetona (MIK), es un ejemplo de un sistema tipo 1, Anilina-n-heptano-metilciclohexano (MCH) forman un sistema II donde el disolvente (anilina) es parcialmente miscible con los otros dos componentes.

Diagrama de equilibrio ternario

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0 0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

MIC B (MIC)A (H2O)

C (Acetona)

XMIC

Diagrama triangular( % Peso )

• Vértices: Componentes puros

• Lados: Mezclas binarias

• Puntos en el triángulo: Mezclas ternarias (M: 30% A, 40% B, 30% C)

Diagrama de equilibrio ternario

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

0,0

0,1

0,2

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0,6

0,7

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0,9

1,0 0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

MIC MICH2O

Acetona

Zona de 1 fase

Zona de 2 fases

XMIC

H2O

MIC

Acetona :Soluto soluble en H2O y MIC

Disolventes prácticamenteinmiscibles

Diagrama de equilibrio ternario

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0 0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

agua

acetona

MIC

Acetona

H2O MIC

Fase 2Fase 1

Mezcla

Curva de solubilidad

Recta de reparto: Relaciona la composición de las dos fases en equilibrio con la composición de la mezcla total.

Mezcla22% Acetona 25% MIC 52% H2O

Fase 1 (Acuosa) 15% Acetona 2% MIC 82% H2O

Fase 2 (Orgánica) 31% Acetona 63% MIC 5% H2O

Contenido del agua con la variación de acetona

• La solubilidad del agua en el disolvente MIK es solamente del 2 por 100, pero al aumentar la concentración de acetona aumenta también el contenido de agua en la fase de extracto. Los datos de la Figura 19.10 se representan en la Figura 19.12 para mostrar el gradual aumento en el contenido de agua yH2o con el contenido de acetona yA. La relación yA/yH2O pasa por un máximo para aproximadamente el 27 por 100 en peso de acetona en la fase de extracto

Equilibrio Anilina-n-heptano-metilciclohexano

Equipos de extracción

• [1] WANKAT. P. “Ingeniería de procesos de separación”. 2da edición. (2008). Pearson Educación. Capítulo 13.

• [2]MCCABE.W.”Operaciones unitarias en ingeniería química”.Septima edición.(2008). McGRAW-HILL.capitulo 23